技术资料
厚重织物的阻燃涂层工艺探讨
不详
2022/4/11
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厚重织物的阻燃涂层工艺探讨

魏征 王志根  上海中大科技企业发展有限公司

原载:六届后整理论文集;268-270(lq054)

 

    【摘要】对厚重织物采用新型泡沫阻燃整理工艺流程、工艺条件、阻燃效果等进行了介绍,选择乙烯类聚合物等涂层粘合剂进行处理,该工艺对厚重织物阻燃具有优良的阻燃效果,不损伤织物的强力和手感。

    【关键词】阻燃剂  泡沫阻燃整理  阻燃性能

 

1  前言

    随着人们对阻燃体系作用机理的深入研究,新的阻燃理论和技术被逐渐认识,如化学改性阻燃、高效阻隔炭化层阻燃、交联接枝阻燃和协同阻燃体系等,极大地丰富了阻燃领域的内容和阻燃剂的多功能性。进入21世纪后,溴系和磷系阻燃剂仍然占主导地位,新型阻燃剂之间复配、协同作用机理的研究将日趋活跃,新的物理化学分析方法将不断应用于阻燃科学技术的研究领域。可以预见,随着阻燃科学及相关学科的发展,阻燃加工技术将日趋完善。

    加入了WTO后纺织品在多功能的研发上已经面临着新的挑战。中大公司正是基于市场的需求,研制开发了厚重织物 (纯棉)的阻燃涂层新工艺。

    本工艺采用新型泡沫阻燃工艺对厚重面料进行阻燃加工,在乙烯类聚合物等涂层粘合剂中加入溴类及氮磷类阻燃剂等,充分搅拌,经按一定发泡比发泡,把低粘液体发泡增稠,使其达到可涂布状态。涂层时,经涂层刀的挤压泡沫破碎成低粘液体,渗入织物内,厚重面料的整体阻燃效果通过BS5852等严格的阻燃标准。且手感柔软、透气性好、安全性高。可广泛应用于帐篷、军用纺织品、家用纺织品及汽车、飞机等内装饰物。其对我国纺织品阻燃技术的研究应用,对提高厚重织物阻燃性能、实现我国纺织品高档化和差别化有着积极意义。

2   阻燃涂层的机理

    绝大部分纺织品都是有机高聚物,它们的燃烧主要由以下四个同时存在的步骤循环进行:第一,热量传递给织物。第二,纤维的热裂解。第三,裂解产物的扩散与对流。第四,空气中氧气和裂解产物的动力学反应。阻燃技术就是阻止上述一个或几个步骤的进行。对厚重织物大多采用的阻燃整理或先阻燃整理、后涂层的方法,存在着阻燃效果不佳,厚重织物的舒适性、安全性差,成本偏高的问题。本工艺采用新型泡沫阻燃涂层工艺解决了以上技术问题。

3   阻燃剂涂层发泡比的选择

    阻燃泡沫涂层的关键是机械发泡必须稳定,需通过调节给液量、转速及气流量参数,结合涂层机车速,期望上胶量,获得一个稳定输出的适合发泡比的涂层泡沫。

    若发泡比太小,增稠效果欠佳,上胶量会超过期望值。反之,若发泡比太大,上胶量会低于期望值,而且涂层牢度差。

    一般来说,发泡率控制在1:1~3范围内,涂层上胶量(干重)控制在30-40%(owf)可达到较好的阻燃效果。例如:门幅为2m,400g/m2的织物,上胶量在120g/L (干重)可达到BS5852阻燃要求,发泡率控制在1:1~5,车速20m/min,则要求发泡时给液量控制在4800g/min(干重),并相应根据发泡比调节其它参数。

4  阻燃泡沫涂层刀涂实施方法

   本工艺采用普通的刮刀涂层方式,根据面料、车速、温度选择一个合适的刀距。为了使涂层胶挤刮后渗入到织物中,将涂层刀下压到适当距离(向下距离在l~l5mm内选择,涂层刀距涂层平台前后距离在1~20m 选择),温度控制在140-l60,车速根据上胶量、烘干情况调节,一般控制在10-35m/min。

5   阻燃效果的测试

   本工艺采用和BS5852阻燃标准测试。

   FMSS302方法:

     设备YG(B)-815D水平燃烧性能测试仪

     取350mm×l00mm织物,试验前样品放置于20、相对湿度55%时的环境中放置24h。

   试验步骤:

      接通电源气源,打开小火进气阀,点燃小火,调节小火高度为6mm。

      置开关手动键,按下点火键,点燃本生灯,调节本生灯进气阀使小火焰高度为40±2mm,待火焰稳定后,放松按钮,则火焰自动熄灭。

      将试样放入试样夹中,使用面向下,盖上顶门,关上倾门,置开关于自动键。同时按下点火键和计时键按钮,点燃本生灯,对试样施焰15秒。

     测量火焰蔓延时间和距离,时间记录到0.1秒,距离精确至mm,火焰蔓延至第一标志线时开始计时和测量距离。

     试验完毕,开启通风设备,清除试验箱中的烟、气及碎片,然后再测下一个试样。

     火焰蔓延速率的计算。

            B = L/t×60

         B 火焰蔓延速率mm/min,L——火焰蔓延距离mm,

         T 火焰蔓延距离L时相应的蔓延时间S。

     结论判定:

      试样火焰蔓延速率小于1O2mm/min,则试样阻燃性能判定为合格;

      试样火焰蔓延速率大于等于1O2mm/min,则试样阻燃性能判定为不合格。

    BS5852方法:

    水浸预处理

      待测面料置于40  水(1:20)中浸泡30min,然后晾干。

    阻燃测试:

     将处理后的面料放在待测架的海绵填充料上。

     火焰置于水平和垂直的交接处,距边缘处至少5cm,施焰20s。

      火焰移开后,120s以后无续燃和渐进的阴燃,判断此点为通过,重新在另一点测试(距已测试点留下的痕迹和边缘处至少5cm)。如通过,则判定此面料通过BS5852;否则,视为不合格。

6   涂层上胶量与阻燃性能的关系

以一种厚重棉织物为基材,得到以下数据 (表1);

1

布重

上胶量

阻燃效果(BS5852)

400g/m2

40

不通过

60

不通过

80

不通过

100

通过

  上胶时必须达到一定要求,才能达到阻燃效果,根据大量的实验数据得出,上胶量的干重在30-50%(owf)可达到阻燃效果。

7  本工艺与传统工艺的比较

    用乙烯类聚合物为涂层剂,加入超细阻燃剂,经机械发泡,涂刮挤压将低粘阻燃剂渗入织物中,使厚重织物面料整体阻燃性能达到BS5852国际标准。既简化工艺流程,又降低生产成本,可有效解决厚重织物面料整体阻燃的保护问题。

    本工艺与传统工艺相比较见表2:

      表2

测试标准

阻燃整理

阻燃整理+涂层

本工艺

BS5852

(国际标准)

全棉:通过;甲醛残余量>100ppm;需多道工序

全棉:通过;

甲醛残余量>100ppm;

全棉:通过;

甲醛残余量<75ppm;

涤纶:不通过

涤纶:通过;需两次处理

涤纶:通过;祗需一次处理

涤棉:不通过

涤棉:不通过

涤棉:通过

8  结论

    通过阻燃剂、阻燃剂涂层发泡比、阻燃泡沫涂层刀涂的实施方式、涂层上胶量的合理选择,确定了比较理想的工艺配方和工艺条件,制得了既有阻燃性能,又有较柔软手感及撕破强力下降较小的厚重阻燃织物。产品质量技术水平达到国际先进水平。

参考文献:

[l] 邓新华 顾振亚 马晓光,涤棉、纯涤纶多功能蓬盖布的研制,[J]印染,2002,28(5);24-25

[2] Huhn JR, Fine and flame relardant material [P] .usp: 6, 660, 190 B2, 2003, 12, 07

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